Aunque estamos acostumbrados a verla, no se sabe a ciencia cierta cómo fue que la Luna se formó ni cómo llegó a dónde está. Existen varias hipótesis que ayudan a explicar la formación de la luna, como por ejemplo el que la luna se formó debido a una separación de parte del material de la Tierra debido a la fuerza centrífuga (para esto la Tierra tendría que haber estado rotando extremadamente rápido sobre su eje), que la Luna fue formada en otra parte y luego fue atrapada por la fuerza de gravedad de la Tierra (esto necesitaría una atmósfera terrestre muy amplia y extendida hacia el espacio exterior para frenar la velocidad de la Luna y atraparla), o también que la luna se formó a la misma vez que la Tierra al lado de ésta (el problema es que no explica la ausencia de hierro en la Luna pero en la Tierra sí).
La teoría más aceptada propone que la Luna se formó a partir de un impacto colosal entre un objeto del tamaño del planeta Marte y el planeta Tierra. A consecuencia de este impacto, el material fundido expulsado de la Tierra se aglutinó hasta formar la Luna. Muestras de suelo lunar tomadas durante las misiones Apolo parecen confirmar este argumento, ya que se encontró que la composición del suelo lunar es igual al de la Tierra. Esto refuta también otras teorías que proponen que la Luna se formó lejos de la Tierra y cayó luego bajo su campo de atracción gravitacional.
El siguiente vídeo creado por la NASA muestra una animación de cómo fue cambiando el aspecto de la Luna según han pasado los siglos. Es muy interesante: